第2章.金属的晶体结构技巧.ppt

第二章 金属的晶体结构 Crystal Structure of Metal;第一节 晶体结构的基础知识;2.非晶体 ( non- crystal )的基本概念:;晶体与非晶体的区别：;二.晶体学(crystallography)的基本知识;2.晶胞 ( unit cell ):能完全反映晶格特征的最小几何单元。;3.晶格常数 ( lattice constant ) :;4.晶系与布拉菲点阵;;布拉菲空间点阵晶胞;5.晶面(crystal face): 在晶格中由一系列原子所构成的平面称为晶面。;6.晶面指数(indices of crystallographic plane):用密勒(Miller)指数对晶格中某一晶面进行标定。;晶面指数的确定;(100);7.晶向(crystal direction): 在晶格中,任意两原子之间的连线所指的方向。;8.晶向指数: 用密勒(Miller)指数对晶格中某一原子排列在空间的位向进行标定。;晶向指数的确定;晶体物质所具有的性质: 1）一般具有规则的外形。 2）有固定的熔点。 3）有各向异性。 4）解理性。 5）一切现象和过程都发生在一定的晶面及该晶面的一个晶向上。 ;金属键的实质就是金属正离子与电子云之间产生的强烈静电引力同各正离子间的斥力及电子间的斥力之间的相互平衡。 ;金属特征 ;体心立方（bcc);;晶胞原子数：一个晶胞所包含的原子数目，即完完全全属于此晶胞所独有的原子数目。;原子半径(r)：晶胞中相距最近的两个原子间平衡距离的一半。;配位数：晶格中与任意原子最近邻且等距离的原子数目。;致密度——晶胞中所含全部原子的体积总和与该晶胞体积之比。 K=nV1/V n—晶胞原子数 V1—一个原子的体积 V—晶胞的体积;?-Fe、Ni、Al、Cu、Pb、Au、Ag等约20种;晶胞原子数和配位数;原子半径(r);Mg、Zn、Be铍、Cd镉 、?-Ti等;原子半径、晶胞原子数和配位数;三种典型晶体结构的重要参数; §3合金的晶体结构; 3．二元合金：由两个组元组成的合金称为二元合金, 例如工程上常用的铁碳合金、铜镍合金、铝铜合金等。 　　4．相：在合金中，凡化学成分相同、晶体结构相同并有界面与其它部分分开的均匀组成部分叫做相。液态物质为液相，固态物质为固相。 ;二、合金的相结构;;固溶体类型; ;（3）分布有序度分? 固溶体分无序固溶体和有序固溶体两种。 无序固溶体：是溶质原子占据溶剂晶格结点的位置是随机的，任意的和不固定的，是溶质原子无规则分布。 有序固溶体：溶质原子只占据溶剂晶格结点的某几个固定位置，从而形成溶质原子有规则分布在溶剂晶格当中。;2. 固溶体的性能 　　溶质原子溶入→晶格畸变→位错运动阻力上升→金属塑性变形困难→强度、硬度升高。 　　;固溶强化;(二)金属化合物;金属化合物的主要类型;3.间隙化合物 ( interstitial compounds );① 间隙相（VC，WC，TiC等） 当非金属原子半径与金属原子半径之比小于0.59时，形成具有简单晶格的间隙化合物，称为间隙相。间隙相具有金属特性，有极高的熔点和硬度, 非常稳定。它们的合理存在，可有效地提高钢的强度、热强性、红硬性和耐磨性，是提高合金钢和硬质合金中的重要组成相。; ② 复杂结构的间隙化合物 当非金属原子半径与金属原子半径之比大于0.59时，形成具有复杂结构的间隙化合物。比如：Fe3C、Cr7C3、Mn3C、FeB等都是这类化合物。Fe3C是铁碳合金中的重要组成相, 具有复杂的斜方晶格。复杂结构的间隙化合物也具有很高的熔点和硬度, 但比间隙相稍低些, 在钢中也起强化相作用。 ;金属化合物的主要性能;弥散强化;第四节 实际金属的晶体结构;;（一）??晶体与多晶体;多晶体结构;显 微 组 织;显 微 组 织;晶体缺陷( crystal defect );　 （二）晶体缺陷 在金属中还存在着各种各样的晶格缺陷，按其几何形式的特点，分为如下三类： 　1.点缺陷 原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，不超过几个原子直径的缺陷。 晶体中的空位、间隙原子、杂质原子都是点缺陷。 ;如果间隙原子是其它元素就称为 异类原子 （杂质原子）;点缺陷;（二）晶体缺陷;;刃位错 ;螺位错;（二）晶体缺陷;;（二）晶体缺陷;;;晶体缺陷对金属性能的影响;知识点